Nein. Titan ist paramagnetisch, nicht ferromagnetisch, und ein Haushaltsmagnet haftet nicht daran. Die relative magnetische Permeabilität liegt bei den unten aufgeführten kommerziellen Graden nur knapp über 1,0, weshalb Titan in der Praxis als nicht-magnetisch behandelt wird und nicht als schwach magnetisch. Der Unterschied wird wichtig, sobald eine Zeichnung einen garantierten Wert verlangt, denn die Werkstoffspezifikationen prüfen keinen.
Was paramagnetisch in Zahlen bedeutet
Ein ferromagnetisches Metall hat eine relative Permeabilität in der Größenordnung von Hunderten oder Tausenden. Titan liegt am anderen Ende. Die von Beiyu Titanium für die unten genannten Grade veröffentlichten Werte liegen nahe genug an 1,0, dass die Reaktion mit Instrumenten messbar ist, nicht aber mit einem Magneten in der Hand.
| Güte | Was das Beiyu-Datenblatt angibt | Art des Wertes |
|---|---|---|
| Grade 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) | Relative Permeabilität 1,00005 bei 1,6 kA/m | Ein gemessener Wert bei angegebener Feldstärke |
| Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) | Relative Permeabilität 1,01 oder niedriger | Eine Obergrenze, kein gemessener Wert |
| Grade 2 (CP-Titan, UNS R50400) | Paramagnetisch, nur geringfügig über 1,0 | Eine qualitative Beschreibung |
Lesen Sie die dritte Spalte, bevor Sie die Zeilen vergleichen. Der Grade-23-Eintrag ist eine Obergrenze und kein Messwert, er bedeutet also nicht, dass Grade 23 stärker reagiert als Grade 5, sondern dass hier bisher kein gemessener Wert dafür veröffentlicht wurde.
Es gibt auch einen kompositionellen Grund, der unabhängig vom Messwert gilt. Keine dieser Legierungen enthält eine ferromagnetische Phase. Grade 5 ist Titan mit Aluminium und Vanadium, Grade 2 ist unlegiertes Titan. Eisen ist vorhanden, aber nur als Restelement, begrenzt durch die Tabelle zur chemischen Zusammensetzung des Grade, und liegt gelöst im Titangitter vor statt eine eigene Phase zu bilden, an der sich ein Feld ausrichten könnte.
Der Teil, den eine werkstoffliche Antwort ausspart
Hier trennen sich eine werkstoffliche Antwort und eine Einkaufsantwort. ASTM B265 und ASTM B348, die Spezifikationen, nach denen Titanblech, -platte und -stab üblicherweise bestellt werden, legen chemische Zusammensetzung, mechanische Eigenschaften und Maßtoleranzen fest. Keine von beiden erwähnt an irgendeiner Stelle magnetische Permeabilität. Ein nach diesen Spezifikationen ausgestelltes Zeugnis muss keinen Permeabilitätswert tragen, weil die Spezifikation nie danach gefragt hat.
Es gibt auch keine fertige Klausel, auf die man sich berufen könnte. B265 enthält zwar ergänzende Anforderungen, die gelten, wenn die Bestellung sie verlangt, aber diese betreffen ganz andere Themen, beginnend mit der Oberflächenbiegeprüfung, B348 hat überhaupt keinen Abschnitt für ergänzende Anforderungen. Eine Permeabilitätsgrenze ist daher eine zwischen Käufer und Lieferant vereinbarte zusätzliche Prüfung und keine Standardoption mit einer Zahl.
Die praktische Folge: Eine Anfrage, die „muss nicht-magnetisch sein“ verlangt, ohne einen Grenzwert, eine Messmethode und eine Feldstärke zu benennen, verlangt etwas, das kein Werkstoffzeugnis bestätigen kann, und wird zur Klärung zurückkommen. Eine Anfrage, die alle drei benennt, kann angeboten werden.
| Was die Zeichnung angibt | Was ein B265- oder B348-Zertifikat zeigt | Was der Bestellung hinzuzufügen ist |
|---|---|---|
| Nicht-magnetisches Material | Nichts zur Permeabilität | Die Permeabilitätsgrenze, die Methode, die Feldstärke |
| Relative Permeabilität unter einem angegebenen Wert | Nichts zur Permeabilität | Eine vereinbarte zusätzliche Prüfung und wer sie bezeugt |
| Keine magnetische Anforderung | Nur Chemie und mechanische Werte | Nichts, die Güte beantwortet die Frage bereits |
Wo die Antwort tatsächlich eine Entscheidung ändert
Bei den meisten Teilen nicht. Titan wird wegen Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit im Verhältnis zum Gewicht oder Biokompatibilität gewählt, und sein magnetisches Verhalten ist eine Eigenschaft, über die niemand nachdenken muss. Drei Situationen sind die Ausnahme, und in allen drei ist der Grund, zu Titan zu greifen, dass die Alternative etwas stören würde.
| Situation | Warum zu Titan gegriffen wird | Wie die Anforderung üblicherweise formuliert wird |
|---|---|---|
| Bildgebungs- und Geräteumgebungen | Gehäuse, Verbindungselemente und Anschlussteile befinden sich in oder nahe einem Feld und dürfen es weder bewegen noch verzerren | Als Materialangabe, manchmal mit einer Permeabilitätsobergrenze |
| Sensorik und Messtechnik | Ein magnetisch reagierendes Gehäuse verändert, was der darin befindliche Sensor misst | Als Materialangabe auf der Gehäusezeichnung |
| Baugruppen, bei denen ein Streufeld als Fehler gelesen wird | Das Teil muss für das umgebende Detektionssystem unsichtbar sein | Als Permeabilitätsobergrenze |
Jede Zeile mit einer Obergrenze benötigt die oben beschriebene vereinbarte Prüfung, denn die Obergrenze ist der Teil, den die Werkstoffspezifikation nicht abdeckt.
Häufige Anschlussfragen
Ist Titan magnetisch, und haftet überhaupt ein Magnet daran? Nein. Die Reaktion ist zu schwach, um das Gewicht des Magneten zu überwinden.
Ist Grade 5 Titan magnetisch, und ist es magnetischer als Grade 2? Beide sind paramagnetisch und werden beide als nicht-magnetisch behandelt. Der veröffentlichte Wert für Grade 5 von 1,00005 und die Beschreibung für Grade 2 geringfügig über 1,0 liegen im gleichen praktischen Bereich.
Mein Titanteil hat einen Magneten angezogen. Was ist passiert? Die häufigste harmlose Ursache ist Oberflächeneisen, das von Stahlwerkzeugen, Drahtbürsten oder Strahlen aufgenommen wurde, es wird durch Beizen entfernt statt das Teil zurückzuweisen. Eine Reaktion, die nach der Reinigung bestehen bleibt, ist ein Hinweis darauf, dass das Teil nicht das angegebene Material ist oder dass etwas Ferromagnetisches angebracht oder eingeschlossen ist. So oder so lohnt es sich, das vor dem Einsatz zu klären.
Rostet Titan? Nein. Rost ist Eisenoxid, und Titan hat keine Eisenphase, um es zu bilden. Titan trägt stattdessen einen passiven Titandioxidfilm, der einen anderen Mechanismus darstellt und der Grund ist, warum es sich in Meerwasser und oxidierenden Säuren so verhält, wie es sich verhält.
Die breitere Sammlung veröffentlichter Titanwerte, und welche davon ein Zertifikat tatsächlich ausweist, ist dargestellt in Titan-Fakten.
Kann Titan durch Wärmebehandlung oder Kaltverformung magnetisch gemacht werden? Nein. Die hier gelieferten Legierungen enthalten keine ferromagnetische Phase, die sich durch Bearbeitung entwickeln könnte, daher ändert sich das magnetische Verhalten von Titan nicht mit dem Zustand, wie es bei Härte oder Festigkeit der Fall ist.
Ist Titan magnetisch genug, um in einem MRT oder einem Sensorgehäuse eine Rolle zu spielen? Es wird für diese Umgebungen gerade deshalb festgelegt, weil es das nicht ist. Ein garantierter Grenzwert muss dennoch in die Bestellung geschrieben werden, da die Werkstoffspezifikation keinen prüft.
Spezifikationsdetails mit Quellenangabe
Der oben genannte Wert der relativen Permeabilität von 1,00005 bei 1,6 kA/m ist der auf dem Beiyu-Titanium- Grade-5-Datenblattangegebene Wert, die Obergrenze von 1,01 oder niedriger ist auf dem Grade-23-Datenblattangegeben, und die paramagnetische Beschreibung auf dem Datenblatt Grade 2. Die Aussage, dass die Permeabilität nicht geprüft wird, spiegelt den Text von ASTM B265 und ASTM B348 selbst wider: Keine der beiden Spezifikationen enthält die Worte magnetisch oder Permeabilität, die ergänzenden Anforderungen von B265 beginnen mit der Oberflächenbiegeprüfung statt mit einer magnetischen Eigenschaft, und B348 hat überhaupt keinen Abschnitt für ergänzende Anforderungen. Eine Permeabilitätsgrenze wird daher zwischen Käufer und Lieferant vereinbart und in der Bestellung angegeben.
Titan bestellen, wenn die magnetische Anforderung real ist
Beiyu Titanium liefert Titanstab, -platte, -blech, -rohr und Schmiedeteile in Grade 1, 2, 5, 7, 9, 12 und 23 nach ASTM- und AMS-Spezifikationen, mit Abnahmeprüfzeugnis 3.1 nach EN 10204 je Bestellumfang. Gilt eine Permeabilitätsgrenze, senden Sie den Grenzwert, die Messmethode und die Feldstärke zusammen mit Grade, Abmessungen und Toleranz, damit die Prüfung mit dem Angebot geplant und bepreist werden kann, statt erst bei der Prüfung entdeckt zu werden.